[发明专利]抗盐性碳酸钙分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于碳酸钙的分散剂及其制备方法。

背景技术

碳酸钙作为一种非常重要的无机化工填料广泛应用于造纸、涂料、橡胶、塑料、油墨、医药、食品、饲料、化妆品等的生产、加工和应用中。随着人们对产品质量要求的提高，对碳酸钙细度和均匀性以及碳酸钙浆料的固含量的要求也日益提高。碳酸钙粒度越细、固含量越高，研磨时粘度就越高，研磨后反粘也越厉害，因此，在研磨和分散碳酸钙时加入分散剂是很有必要的。对于高级别碳酸钙的生产，分散剂的作用显得尤为重要。

分子量处于2000～5000之间的聚丙烯酸钠是粉体碳酸钙生产中最有效的分散剂之一。目前聚丙烯酸钠型分散剂绝大部分都是由一般的溶液自由基聚合制得。普通的自由基聚合所合成的聚合物分子量分布很宽。聚丙烯酸钠的分子量及其分布对于其分散效果具有很大的影响。J.Loiseau[Macromolecules 2003，36，3066-3077]的研究结果表明，接近分子量单分散的聚丙烯酸钠比多分散的聚丙烯酸钠具有更好的分散作用，前者可以不可逆地全部吸附到碳酸钙粒子的表面，从而很好地分散碳酸钙；而后者只能部分选择性地吸附到碳酸钙粒子表面，分散剂的利用效率大大降低，会出现沉淀。

聚丙烯酸钠是一类阴离子型的高分子分散剂，它对浆料中的自由阳离子非常敏感，当体系中含有较多自由阳离子(无机盐等)时，聚丙烯酸钠在研磨和分散碳酸钙时的应用效果会大大变差。

因此，在研磨和分散碳酸钙时所用水中或者碳酸钙粉末中含其他水溶性盐较多时或者碳酸钙应用时体系中自由离子较多的情况下，制备一种抗盐性较强的分散剂就显得十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗盐性碳酸钙分散剂及其制备方法，以满足有关方面的需要。

本发明所述的抗盐性碳酸钙分散剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在反应釜中加入低价过渡金属卤化物，无氧状态下，加入溶剂和2，2′-联二吡啶，50～60℃反应1～2小时，得到配合物溶液；

(2)加入乙烯基羧酸酯单体、醋酸乙烯酯和引发剂卤代烷烃，60～120℃反应3～20小时；

(3)过柱除去过渡金属卤化物后，将所得溶液加入氢氧化钠溶液，80～150℃水解2～10小时，使聚(乙烯基羧酸酯-co-醋酸乙烯酯)转变为聚(乙烯基羧酸-co-乙烯醇)钠盐；

氢氧化钠溶液的重量浓度为10～35％，优选32％；

所述过柱用分离柱，装填有氧化铝；

(4)蒸馏除去溶剂、醋酸和醇副产物，再加NaOH溶液调节pH为4～8，并加水调节重量固含量至42％，得到所述的分散剂。

步骤(1)～(3)中，原料重量份数如下：

单体总量          26～46份

过渡金属卤化物    0.1～4份

2，2′-联二吡啶   0.2～8份

引发剂            0.1～4份

溶剂              52～72份

氢氧化钠溶液(0～50％)              10～100份

氢氧化钠溶液的重量浓度为0～50％。

其中：

所述单体总量为乙烯基羧酸酯单体和醋酸乙烯酯的总重量；

所述乙烯基羧酸酯优选丙烯酸叔丁酯；

所述过渡金属卤化物优选CuCl、FeCl₂、NiCl₂、RhCl₂、RuCl₂、CuBr、FeBr₂、NiBr₂、RhBr₂或RuBr₂；

2，2′-联二吡啶是用于络合过渡金属以提高其溶解度；

所述引发剂为卤代烷烃，优选溴代乙烷等；

所述溶剂为苯、甲苯、乙苯、二甲苯或乙酸乙酯。

本发明用原子转移自由基聚合的方法合成分子量分布很窄并且抗盐性较强的用于碳酸钙的分散剂。本发明先用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯等酯类单体和醋酸乙烯酯进行原子转移自由基聚合，制备分子量分布很窄的无规共聚物，然后用氢氧化钠溶液水解，最后制得具有很高分散效率并且抗盐性较强的聚(乙烯基羧酸-co-乙烯醇)钠盐分散剂。

具体实施方式

实施例1.

低分子量窄分布的聚(丙烯酸-co-乙烯醇)钠盐的制备：